棉花miR397-LAC4模块调控棉铃虫抗性研究

作者：王志安; 魏太平; 罗晓丽; 肖娟丽; 刘圆; 张安红^*

来源：西北植物学报, 2022, 42(10): 1629-1636.

• miR397
• GhLAC4
• 木质素
• 棉铃虫

miRNA(microRNA)通过调控其靶标基因在植物的生长、发育和抗逆过程中扮演着重要的角色。该研究采用分子生物学和生物化学等方法，探讨棉花miR397-LAC4参与植株木质素生物合成和对棉铃虫抗性响应机制。结果发现：(1)棉花miR397(ghr-miR397)在转录后调控漆酶基因(GhLAC4)的表达，GhLAC4属于蓝铜氧化酶家族，通过调控木质素合成，抵御棉铃虫入侵棉花。(2)GUS报告基因融合表达和酶活性测定表明，ghr-miR397在转录后切割靶标基因GhLAC4抑制其表达。(3)利用VIGS(virus induced gene silencing)技术在棉花中沉默和过表达ghr-miR397,棉铃虫抗性检测分析表明，沉默miR397表达会增加棉花对棉铃虫的抗性，但过表达ghr-miR397则会降低棉花的抗性。(4)选择性和非选择性棉铃虫实验分析、组织化学染色和木质素含量测定表明，沉默GhLAC4表达会减少木质素的积累，增加棉花对棉铃虫的敏感性。研究表明，ghr-miR397-GhLAC4模块共同微调棉花木质素合成来参与棉花抗虫性调控，同时也为棉花抗虫育种提供了新思路。

• 单位
  山西农业大学; 植物基因组学国家重点实验室; 中国科学院微生物研究所